స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ల నియత ధృవీకరణ

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లు కొత్త వినియోగ-కేసులను పరిచయం చేసే మరియు వినియోగదారుల కోసం విలువను అన్‌లాక్ చేసే వికేంద్రీకృత, విశ్వాస రహిత మరియు పటిష్టమైన అప్లికేషన్‌లను సృష్టించడాన్ని సాధ్యం చేస్తున్నాయి. స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లు పెద్ద మొత్తంలో విలువను నిర్వహిస్తాయి కాబట్టి, డెవలపర్‌లకు భద్రత అనేది ఒక కీలకమైన అంశం.

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ భద్రతను మెరుగుపరచడానికి సిఫార్సు చేయబడిన పద్ధతులలో నియత ధృవీకరణ ఒకటి. ప్రోగ్రామ్‌లను పేర్కొనడానికి, రూపొందించడానికి మరియు ధృవీకరించడానికి నియత పద్ధతులను (opens in a new tab) ఉపయోగించే నియత ధృవీకరణ, క్లిష్టమైన హార్డ్‌వేర్ మరియు సాఫ్ట్‌వేర్ సిస్టమ్‌ల ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ధారించడానికి సంవత్సరాలుగా ఉపయోగించబడుతోంది.

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లలో అమలు చేసినప్పుడు, కాంట్రాక్ట్ యొక్క వ్యాపార లాజిక్ ముందుగా నిర్వచించిన స్పెసిఫికేషన్‌కు అనుగుణంగా ఉందని నియత ధృవీకరణ నిరూపించగలదు. టెస్టింగ్ వంటి కాంట్రాక్ట్ కోడ్ యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని అంచనా వేసే ఇతర పద్ధతులతో పోలిస్తే, స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ క్రియాత్మకంగా సరైనదని నియత ధృవీకరణ బలమైన హామీలను ఇస్తుంది.

నియత ధృవీకరణ అంటే ఏమిటి?

నియత ధృవీకరణ అనేది ఒక నియత స్పెసిఫికేషన్‌కు సంబంధించి సిస్టమ్ యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని మూల్యాంకనం చేసే ప్రక్రియను సూచిస్తుంది. సరళంగా చెప్పాలంటే, సిస్టమ్ యొక్క ప్రవర్తన కొన్ని అవసరాలను తీరుస్తుందో లేదో తనిఖీ చేయడానికి నియత ధృవీకరణ అనుమతిస్తుంది (అంటే, అది మనం కోరుకున్నది చేస్తుందో లేదో).

సిస్టమ్ యొక్క ఆశించిన ప్రవర్తనలు (ఈ సందర్భంలో స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్) నియత మోడలింగ్ ఉపయోగించి వివరించబడతాయి, అయితే స్పెసిఫికేషన్ భాషలు నియత లక్షణాల సృష్టిని ప్రారంభిస్తాయి. నియత ధృవీకరణ పద్ధతులు కాంట్రాక్ట్ అమలు దాని స్పెసిఫికేషన్‌కు అనుగుణంగా ఉందో లేదో ధృవీకరించగలవు మరియు మునుపటి ఖచ్చితత్వం యొక్క గణిత శాస్త్ర రుజువును పొందగలవు. ఒక కాంట్రాక్ట్ దాని స్పెసిఫికేషన్‌ను సంతృప్తిపరిచినప్పుడు, అది "క్రియాత్మకంగా సరైనది", "డిజైన్ ద్వారా సరైనది" లేదా "నిర్మాణం ద్వారా సరైనది" అని వర్ణించబడుతుంది.

నియత మోడల్ అంటే ఏమిటి?

కంప్యూటర్ సైన్స్‌లో, నియత మోడల్ (opens in a new tab) అనేది గణన ప్రక్రియ యొక్క గణిత శాస్త్ర వివరణ. ప్రోగ్రామ్‌లు గణిత శాస్త్ర ఫంక్షన్‌లుగా (సమీకరణాలు) సంగ్రహించబడతాయి, ఇన్‌పుట్ ఇచ్చినప్పుడు ఫంక్షన్‌లకు అవుట్‌పుట్‌లు ఎలా లెక్కించబడతాయో మోడల్ వివరిస్తుంది.

నియత మోడల్‌లు ప్రోగ్రామ్ ప్రవర్తన యొక్క విశ్లేషణను మూల్యాంకనం చేయగల సంగ్రహణ స్థాయిని అందిస్తాయి. నియత మోడల్‌ల ఉనికి నియత స్పెసిఫికేషన్ సృష్టిని అనుమతిస్తుంది, ఇది సందేహాస్పద మోడల్ యొక్క కావలసిన లక్షణాలను వివరిస్తుంది.

నియత ధృవీకరణ కోసం స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లను మోడలింగ్ చేయడానికి వివిధ పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి. ఉదాహరణకు, స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ యొక్క ఉన్నత-స్థాయి ప్రవర్తన గురించి తర్కించడానికి కొన్ని మోడల్‌లు ఉపయోగించబడతాయి. ఈ మోడలింగ్ పద్ధతులు స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లకు బ్లాక్-బాక్స్ వీక్షణను వర్తింపజేస్తాయి, వాటిని ఇన్‌పుట్‌లను అంగీకరించే మరియు ఆ ఇన్‌పుట్‌ల ఆధారంగా గణనను అమలు చేసే సిస్టమ్‌లుగా చూస్తాయి.

ఉన్నత-స్థాయి మోడల్‌లు స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లు మరియు బాహ్యంగా స్వంతమైన ఖాతాలు (EOAలు), కాంట్రాక్ట్ ఖాతాలు మరియు బ్లాక్‌చైన్ పర్యావరణం వంటి బాహ్య ఏజెంట్‌ల మధ్య సంబంధంపై దృష్టి పెడతాయి. నిర్దిష్ట వినియోగదారు పరస్పర చర్యలకు ప్రతిస్పందనగా కాంట్రాక్ట్ ఎలా ప్రవర్తించాలో పేర్కొనే లక్షణాలను నిర్వచించడానికి ఇటువంటి మోడల్‌లు ఉపయోగపడతాయి.

దీనికి విరుద్ధంగా, ఇతర నియత మోడల్‌లు స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ యొక్క తక్కువ-స్థాయి ప్రవర్తనపై దృష్టి పెడతాయి. ఉన్నత-స్థాయి మోడల్‌లు కాంట్రాక్ట్ యొక్క కార్యాచరణ గురించి తర్కించడంలో సహాయపడతాయి, అవి అమలు యొక్క అంతర్గత పనితీరు గురించిన వివరాలను సంగ్రహించడంలో విఫలం కావచ్చు. తక్కువ-స్థాయి మోడల్‌లు ప్రోగ్రామ్ విశ్లేషణకు వైట్-బాక్స్ వీక్షణను వర్తింపజేస్తాయి మరియు కాంట్రాక్ట్ అమలుకు సంబంధించిన లక్షణాల గురించి తర్కించడానికి ప్రోగ్రామ్ ట్రేస్‌లు మరియు కంట్రోల్ ఫ్లో గ్రాఫ్‌ల (opens in a new tab) వంటి స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ అప్లికేషన్‌ల తక్కువ-స్థాయి ప్రాతినిధ్యాలపై ఆధారపడతాయి.

తక్కువ-స్థాయి మోడల్‌లు ఆదర్శవంతమైనవిగా పరిగణించబడతాయి ఎందుకంటే అవి ఎథీరియం యొక్క ఎగ్జిక్యూషన్ వాతావరణంలో (అంటే, EVM) స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ యొక్క వాస్తవ అమలును సూచిస్తాయి. స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లలో క్లిష్టమైన భద్రతా లక్షణాలను స్థాపించడంలో మరియు సంభావ్య దుర్బలత్వాలను గుర్తించడంలో తక్కువ-స్థాయి మోడలింగ్ పద్ధతులు ప్రత్యేకంగా ఉపయోగపడతాయి.

నియత స్పెసిఫికేషన్ అంటే ఏమిటి?

స్పెసిఫికేషన్ అనేది ఒక నిర్దిష్ట సిస్టమ్ తప్పనిసరిగా సంతృప్తిపరచవలసిన సాంకేతిక అవసరం. ప్రోగ్రామింగ్‌లో, స్పెసిఫికేషన్‌లు ప్రోగ్రామ్ అమలు గురించిన సాధారణ ఆలోచనలను సూచిస్తాయి (అంటే, ప్రోగ్రామ్ ఏమి చేయాలి).

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ల సందర్భంలో, నియత స్పెసిఫికేషన్‌లు లక్షణాలను సూచిస్తాయి—ఒక కాంట్రాక్ట్ తప్పనిసరిగా సంతృప్తిపరచవలసిన అవసరాల యొక్క నియత వివరణలు. ఇటువంటి లక్షణాలు "ఇన్‌వేరియంట్‌లు"గా వర్ణించబడతాయి మరియు ఎటువంటి మినహాయింపులు లేకుండా సాధ్యమయ్యే ప్రతి పరిస్థితులలోనూ నిజంగా ఉండాల్సిన కాంట్రాక్ట్ అమలు గురించిన తార్కిక నిర్ధారణలను సూచిస్తాయి.

అందువల్ల, స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ యొక్క ఉద్దేశించిన అమలును వివరించే నియత భాషలో వ్రాయబడిన స్టేట్‌మెంట్‌ల సేకరణగా మనం నియత స్పెసిఫికేషన్‌ను భావించవచ్చు. స్పెసిఫికేషన్‌లు కాంట్రాక్ట్ లక్షణాలను కవర్ చేస్తాయి మరియు వివిధ పరిస్థితులలో కాంట్రాక్ట్ ఎలా ప్రవర్తించాలో నిర్వచిస్తాయి. స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ ఈ లక్షణాలను (ఇన్‌వేరియంట్‌లు) కలిగి ఉందో లేదో మరియు అమలు సమయంలో ఈ లక్షణాలు ఉల్లంఘించబడలేదని నిర్ధారించడం నియత ధృవీకరణ యొక్క ఉద్దేశ్యం.

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ల సురక్షిత అమలులను అభివృద్ధి చేయడంలో నియత స్పెసిఫికేషన్‌లు కీలకం. ఇన్‌వేరియంట్‌లను అమలు చేయడంలో విఫలమైన లేదా అమలు సమయంలో వాటి లక్షణాలను ఉల్లంఘించిన కాంట్రాక్ట్‌లు కార్యాచరణకు హాని కలిగించే లేదా హానికరమైన దోపిడీలకు కారణమయ్యే దుర్బలత్వాలకు గురయ్యే అవకాశం ఉంది.

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ల కోసం నియత స్పెసిఫికేషన్‌ల రకాలు

నియత స్పెసిఫికేషన్‌లు ప్రోగ్రామ్ అమలు యొక్క ఖచ్చితత్వం గురించి గణిత శాస్త్ర తార్కికతను ప్రారంభిస్తాయి. నియత మోడల్‌ల మాదిరిగానే, నియత స్పెసిఫికేషన్‌లు ఉన్నత-స్థాయి లక్షణాలను లేదా కాంట్రాక్ట్ అమలు యొక్క తక్కువ-స్థాయి ప్రవర్తనను సంగ్రహించగలవు.

నియత స్పెసిఫికేషన్‌లు ప్రోగ్రామ్ లాజిక్ (opens in a new tab) యొక్క మూలకాలను ఉపయోగించి తీసుకోబడతాయి, ఇవి ప్రోగ్రామ్ యొక్క లక్షణాల గురించి నియత తార్కికతను అనుమతిస్తాయి. ప్రోగ్రామ్ లాజిక్ ప్రోగ్రామ్ యొక్క ఆశించిన ప్రవర్తనను (గణిత శాస్త్ర భాషలో) వ్యక్తపరిచే నియత నియమాలను కలిగి ఉంటుంది. రీచబిలిటీ లాజిక్ (opens in a new tab), టెంపోరల్ లాజిక్ (opens in a new tab) మరియు హోర్ లాజిక్ (opens in a new tab)తో సహా నియత స్పెసిఫికేషన్‌లను రూపొందించడంలో వివిధ ప్రోగ్రామ్ లాజిక్‌లు ఉపయోగించబడతాయి.

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ల కోసం నియత స్పెసిఫికేషన్‌లను స్థూలంగా ఉన్నత-స్థాయి లేదా తక్కువ-స్థాయి స్పెసిఫికేషన్‌లుగా వర్గీకరించవచ్చు. స్పెసిఫికేషన్ ఏ వర్గానికి చెందినదైనప్పటికీ, అది విశ్లేషణలో ఉన్న సిస్టమ్ యొక్క లక్షణాన్ని తగినంతగా మరియు నిస్సందేహంగా వివరించాలి.

ఉన్నత-స్థాయి స్పెసిఫికేషన్‌లు

పేరు సూచించినట్లుగా, ఉన్నత-స్థాయి స్పెసిఫికేషన్ ("మోడల్-ఓరియెంటెడ్ స్పెసిఫికేషన్" అని కూడా పిలుస్తారు) ప్రోగ్రామ్ యొక్క ఉన్నత-స్థాయి ప్రవర్తనను వివరిస్తుంది. ఉన్నత-స్థాయి స్పెసిఫికేషన్‌లు స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ను ఫైనైట్ స్టేట్ మెషిన్ (opens in a new tab) (FSM)గా మోడల్ చేస్తాయి, ఇది ఆపరేషన్‌లను చేయడం ద్వారా స్థితుల మధ్య మారగలదు, FSM మోడల్ కోసం నియత లక్షణాలను నిర్వచించడానికి టెంపోరల్ లాజిక్ ఉపయోగించబడుతుంది.

టెంపోరల్ లాజిక్‌లు (opens in a new tab) అనేవి "సమయం పరంగా అర్హత పొందిన ప్రతిపాదనల గురించి తర్కించడానికి నియమాలు (ఉదా., "నేను ఎల్లప్పుడూ ఆకలితో ఉంటాను" లేదా "నేను చివరికి ఆకలితో ఉంటాను")." నియత ధృవీకరణకు వర్తింపజేసినప్పుడు, స్టేట్-మెషీన్‌లుగా రూపొందించబడిన సిస్టమ్‌ల సరైన ప్రవర్తన గురించి నిర్ధారణలను పేర్కొనడానికి టెంపోరల్ లాజిక్‌లు ఉపయోగించబడతాయి. ప్రత్యేకంగా, టెంపోరల్ లాజిక్ స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ భవిష్యత్తులో ఉండగల స్థితులను మరియు అది స్థితుల మధ్య ఎలా మారుతుందో వివరిస్తుంది.

ఉన్నత-స్థాయి స్పెసిఫికేషన్‌లు సాధారణంగా స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ల కోసం రెండు క్లిష్టమైన టెంపోరల్ లక్షణాలను సంగ్రహిస్తాయి: భద్రత మరియు లైవ్‌నెస్. భద్రతా లక్షణాలు "ఎప్పుడూ చెడు జరగదు" అనే ఆలోచనను సూచిస్తాయి మరియు సాధారణంగా ఇన్‌వేరియన్స్‌ను వ్యక్తపరుస్తాయి. భద్రతా లక్షణం డెడ్‌లాక్ (opens in a new tab) నుండి స్వేచ్ఛ వంటి సాధారణ సాఫ్ట్‌వేర్ అవసరాలను నిర్వచించవచ్చు లేదా కాంట్రాక్ట్‌ల కోసం డొమైన్-నిర్దిష్ట లక్షణాలను వ్యక్తపరచవచ్చు (ఉదా., ఫంక్షన్‌ల కోసం యాక్సెస్ నియంత్రణపై ఇన్‌వేరియంట్‌లు, స్థితి వేరియబుల్స్ యొక్క ఆమోదయోగ్యమైన విలువలు లేదా టోకెన్ బదిలీల కోసం షరతులు).

ERC-20 టోకెన్ కాంట్రాక్ట్‌లలో transfer() లేదా transferFrom() ఉపయోగించడం కోసం షరతులను కవర్ చేసే ఈ భద్రతా అవసరాన్ని ఉదాహరణగా తీసుకోండి: “పంపినవారి బ్యాలెన్స్ పంపమని అభ్యర్థించిన టోకెన్‌ల మొత్తం కంటే ఎప్పుడూ తక్కువగా ఉండదు.”. కాంట్రాక్ట్ ఇన్‌వేరియంట్ యొక్క ఈ సహజ-భాషా వివరణను నియత (గణిత శాస్త్ర) స్పెసిఫికేషన్‌గా అనువదించవచ్చు, ఆపై చెల్లుబాటు కోసం కఠినంగా తనిఖీ చేయవచ్చు.

లైవ్‌నెస్ లక్షణాలు "చివరికి ఏదో మంచి జరుగుతుంది" అని నిర్ధారిస్తాయి మరియు వివిధ స్థితుల ద్వారా పురోగమించే కాంట్రాక్ట్ సామర్థ్యానికి సంబంధించినవి. లైవ్‌నెస్ లక్షణానికి ఉదాహరణ "ద్రవ్యత", ఇది అభ్యర్థనపై వినియోగదారులకు దాని బ్యాలెన్స్‌లను బదిలీ చేయగల కాంట్రాక్ట్ సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తుంది. ఈ లక్షణం ఉల్లంఘించబడితే, Parity వాలెట్ సంఘటనలో (opens in a new tab) జరిగినట్లుగా, వినియోగదారులు కాంట్రాక్ట్‌లో నిల్వ చేయబడిన ఆస్తులను ఉపసంహరించుకోలేరు.

తక్కువ-స్థాయి స్పెసిఫికేషన్‌లు

ఉన్నత-స్థాయి స్పెసిఫికేషన్‌లు కాంట్రాక్ట్ యొక్క ఫైనైట్-స్టేట్ మోడల్‌ను ప్రారంభ బిందువుగా తీసుకుంటాయి మరియు ఈ మోడల్ యొక్క కావలసిన లక్షణాలను నిర్వచిస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, తక్కువ-స్థాయి స్పెసిఫికేషన్‌లు ("ప్రాపర్టీ-ఓరియెంటెడ్ స్పెసిఫికేషన్‌లు" అని కూడా పిలుస్తారు) తరచుగా ప్రోగ్రామ్‌లను (స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లు) గణిత శాస్త్ర ఫంక్షన్‌ల సేకరణను కలిగి ఉన్న సిస్టమ్‌లుగా మోడల్ చేస్తాయి మరియు అటువంటి సిస్టమ్‌ల సరైన ప్రవర్తనను వివరిస్తాయి.

సరళంగా చెప్పాలంటే, తక్కువ-స్థాయి స్పెసిఫికేషన్‌లు ప్రోగ్రామ్ ట్రేస్‌లను విశ్లేషిస్తాయి మరియు ఈ ట్రేస్‌లపై స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ యొక్క లక్షణాలను నిర్వచించడానికి ప్రయత్నిస్తాయి. ట్రేస్‌లు స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ యొక్క స్థితిని మార్చే ఫంక్షన్ ఎగ్జిక్యూషన్‌ల శ్రేణులను సూచిస్తాయి; అందువల్ల, కాంట్రాక్ట్ యొక్క అంతర్గత అమలు కోసం అవసరాలను పేర్కొనడానికి తక్కువ-స్థాయి స్పెసిఫికేషన్‌లు సహాయపడతాయి.

తక్కువ-స్థాయి నియత స్పెసిఫికేషన్‌లను హోర్-శైలి లక్షణాలుగా లేదా ఎగ్జిక్యూషన్ పాత్‌లపై ఇన్‌వేరియంట్‌లుగా ఇవ్వవచ్చు.

హోర్-శైలి లక్షణాలు

హోర్ లాజిక్ (opens in a new tab) స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లతో సహా ప్రోగ్రామ్‌ల ఖచ్చితత్వం గురించి తర్కించడానికి నియత నియమాల సమితిని అందిస్తుంది. హోర్-శైలి లక్షణం హోర్ ట్రిపుల్ {P}c{Q} ద్వారా సూచించబడుతుంది, ఇక్కడ c అనేది ఒక ప్రోగ్రామ్ మరియు P మరియు Q అనేవి c (అంటే, ప్రోగ్రామ్) యొక్క స్థితిపై ప్రిడికేట్‌లు, ఇవి వరుసగా ప్రీకండిషన్‌లు మరియు పోస్ట్‌కండిషన్‌లు అని నియత పద్ధతిలో వివరించబడ్డాయి.

ప్రీకండిషన్ అనేది ఫంక్షన్ యొక్క సరైన అమలుకు అవసరమైన షరతులను వివరించే ప్రిడికేట్; కాంట్రాక్ట్‌లోకి కాల్ చేసే వినియోగదారులు తప్పనిసరిగా ఈ అవసరాన్ని తీర్చాలి. పోస్ట్‌కండిషన్ అనేది సరిగ్గా అమలు చేయబడితే ఫంక్షన్ స్థాపించే షరతును వివరించే ప్రిడికేట్; ఫంక్షన్‌లోకి కాల్ చేసిన తర్వాత వినియోగదారులు ఈ షరతు నిజమని ఆశించవచ్చు. హోర్ లాజిక్‌లోని ఇన్‌వేరియంట్ అనేది ఫంక్షన్ అమలు ద్వారా భద్రపరచబడే ప్రిడికేట్ (అంటే, అది మారదు).

హోర్-శైలి స్పెసిఫికేషన్‌లు పాక్షిక ఖచ్చితత్వం లేదా _మొత్తం ఖచ్చితత్వం_కు హామీ ఇవ్వగలవు. ఫంక్షన్ అమలు కావడానికి ముందు ప్రీకండిషన్ నిజమైతే మరియు అమలు ముగిసినట్లయితే, పోస్ట్‌కండిషన్ కూడా నిజమైతే కాంట్రాక్ట్ ఫంక్షన్ అమలు "పాక్షికంగా సరైనది". ఫంక్షన్ అమలు కావడానికి ముందు ప్రీకండిషన్ నిజమైతే, అమలు ముగియడం ఖాయం మరియు అది జరిగినప్పుడు, పోస్ట్‌కండిషన్ నిజమైతే మొత్తం ఖచ్చితత్వం యొక్క రుజువు పొందబడుతుంది.

కొన్ని ఎగ్జిక్యూషన్‌లు ముగియడానికి ముందు ఆలస్యం కావచ్చు లేదా ఎప్పటికీ ముగియకపోవచ్చు కాబట్టి మొత్తం ఖచ్చితత్వం యొక్క రుజువును పొందడం కష్టం. ఎథీరియం యొక్క గ్యాస్ మెకానిజం అనంతమైన ప్రోగ్రామ్ లూప్‌లను నిరోధిస్తుంది కాబట్టి అమలు ముగుస్తుందా లేదా అనే ప్రశ్న వివాదాస్పదమైన అంశం (అమలు విజయవంతంగా ముగుస్తుంది లేదా 'అవుట్-ఆఫ్-గ్యాస్' లోపం కారణంగా ముగుస్తుంది).

హోర్ లాజిక్ ఉపయోగించి సృష్టించబడిన స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ స్పెసిఫికేషన్‌లు కాంట్రాక్ట్‌లో ఫంక్షన్‌లు మరియు లూప్‌ల అమలు కోసం నిర్వచించబడిన ప్రీకండిషన్‌లు, పోస్ట్‌కండిషన్‌లు మరియు ఇన్‌వేరియంట్‌లను కలిగి ఉంటాయి. ప్రీకండిషన్‌లు తరచుగా ఫంక్షన్‌కు తప్పు ఇన్‌పుట్‌ల అవకాశాన్ని కలిగి ఉంటాయి, పోస్ట్‌కండిషన్‌లు అటువంటి ఇన్‌పుట్‌లకు ఆశించిన ప్రతిస్పందనను వివరిస్తాయి (ఉదా., నిర్దిష్ట మినహాయింపును విసరడం). ఈ పద్ధతిలో కాంట్రాక్ట్ అమలుల ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ధారించడానికి హోర్-శైలి లక్షణాలు ప్రభావవంతంగా ఉంటాయి.

అనేక నియత ధృవీకరణ ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లు ఫంక్షన్‌ల సెమాంటిక్ ఖచ్చితత్వాన్ని నిరూపించడానికి హోర్-శైలి స్పెసిఫికేషన్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. Solidityలో require మరియు assert స్టేట్‌మెంట్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా నేరుగా కాంట్రాక్ట్ కోడ్‌కు హోర్-శైలి లక్షణాలను (నిర్ధారణలుగా) జోడించడం కూడా సాధ్యమే.

require స్టేట్‌మెంట్‌లు ప్రీకండిషన్ లేదా ఇన్‌వేరియంట్‌ను వ్యక్తపరుస్తాయి మరియు తరచుగా వినియోగదారు ఇన్‌పుట్‌లను ధృవీకరించడానికి ఉపయోగించబడతాయి, అయితే assert భద్రతకు అవసరమైన పోస్ట్‌కండిషన్‌ను సంగ్రహిస్తుంది. ఉదాహరణకు, కాలింగ్ ఖాతా యొక్క గుర్తింపుపై ప్రీకండిషన్ తనిఖీగా requireని ఉపయోగించి ఫంక్షన్‌ల కోసం సరైన యాక్సెస్ నియంత్రణను (భద్రతా లక్షణానికి ఉదాహరణ) సాధించవచ్చు. అదేవిధంగా, ఫంక్షన్ అమలు తర్వాత కాంట్రాక్ట్ స్థితిని నిర్ధారించడానికి assertని ఉపయోగించడం ద్వారా కాంట్రాక్ట్‌లోని స్థితి వేరియబుల్స్ యొక్క అనుమతించదగిన విలువలపై ఇన్‌వేరియంట్‌ను (ఉదా., చెలామణిలో ఉన్న మొత్తం టోకెన్‌ల సంఖ్య) ఉల్లంఘన నుండి రక్షించవచ్చు.

ట్రేస్-స్థాయి లక్షణాలు

ట్రేస్-ఆధారిత స్పెసిఫికేషన్‌లు వివిధ స్థితుల మధ్య కాంట్రాక్ట్‌ను మార్చే ఆపరేషన్‌లను మరియు ఈ ఆపరేషన్‌ల మధ్య సంబంధాలను వివరిస్తాయి. ముందుగా వివరించినట్లుగా, ట్రేస్‌లు అనేవి ఒక నిర్దిష్ట మార్గంలో కాంట్రాక్ట్ స్థితిని మార్చే ఆపరేషన్‌ల శ్రేణులు.

ఈ విధానం ముందుగా నిర్వచించిన పరివర్తనల సమితితో (కాంట్రాక్ట్ ఫంక్షన్‌ల ద్వారా వివరించబడింది) పాటు కొన్ని ముందుగా నిర్వచించిన స్థితులతో (స్థితి వేరియబుల్స్ ద్వారా వివరించబడింది) స్టేట్-ట్రాన్సిషన్ సిస్టమ్‌లుగా స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ల మోడల్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇంకా, ప్రోగ్రామ్ యొక్క ఎగ్జిక్యూషన్ ఫ్లో యొక్క గ్రాఫికల్ ప్రాతినిధ్యం అయిన కంట్రోల్ ఫ్లో గ్రాఫ్ (opens in a new tab) (CFG), తరచుగా కాంట్రాక్ట్ యొక్క కార్యాచరణ సెమాంటిక్స్‌ను వివరించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇక్కడ, ప్రతి ట్రేస్ కంట్రోల్ ఫ్లో గ్రాఫ్‌లో ఒక మార్గంగా సూచించబడుతుంది.

ప్రధానంగా, స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లలో అంతర్గత అమలు నమూనాల గురించి తర్కించడానికి ట్రేస్-స్థాయి స్పెసిఫికేషన్‌లు ఉపయోగించబడతాయి. ట్రేస్-స్థాయి స్పెసిఫికేషన్‌లను సృష్టించడం ద్వారా, మేము స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ కోసం ఆమోదయోగ్యమైన ఎగ్జిక్యూషన్ పాత్‌లను (అంటే, స్టేట్ ట్రాన్సిషన్‌లు) నిర్ధారిస్తాము. సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ వంటి పద్ధతులను ఉపయోగించి, అమలు ఎప్పుడూ నియత మోడల్‌లో నిర్వచించబడని మార్గాన్ని అనుసరించదని మేము నియత పద్ధతిలో ధృవీకరించవచ్చు.

ట్రేస్-స్థాయి లక్షణాలను వివరించడానికి పబ్లిక్‌గా యాక్సెస్ చేయగల కొన్ని ఫంక్షన్‌లను కలిగి ఉన్న DAO కాంట్రాక్ట్ ఉదాహరణను ఉపయోగిద్దాం. ఇక్కడ, DAO కాంట్రాక్ట్ వినియోగదారులను కింది ఆపరేషన్‌లను చేయడానికి అనుమతిస్తుందని మేము భావిస్తున్నాము:

నిధులను డిపాజిట్ చేయడం
నిధులను డిపాజిట్ చేసిన తర్వాత ప్రతిపాదనపై ఓటు వేయడం
వారు ప్రతిపాదనపై ఓటు వేయకపోతే వాపసును క్లెయిమ్ చేయడం

ఉదాహరణ ట్రేస్-స్థాయి లక్షణాలు "నిధులను డిపాజిట్ చేయని వినియోగదారులు ప్రతిపాదనపై ఓటు వేయలేరు" లేదా "ప్రతిపాదనపై ఓటు వేయని వినియోగదారులు ఎల్లప్పుడూ వాపసును క్లెయిమ్ చేయగలగాలి" కావచ్చు. రెండు లక్షణాలు అమలు యొక్క ప్రాధాన్య శ్రేణులను నిర్ధారిస్తాయి (నిధులను డిపాజిట్ చేయడానికి ముందు ఓటింగ్ జరగదు మరియు ప్రతిపాదనపై ఓటు వేసిన తర్వాత వాపసును క్లెయిమ్ చేయడం జరగదు).

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ల నియత ధృవీకరణ కోసం పద్ధతులు

మోడల్ చెకింగ్

మోడల్ చెకింగ్ అనేది ఒక నియత ధృవీకరణ పద్ధతి, దీనిలో అల్గారిథమ్ స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ యొక్క నియత మోడల్‌ను దాని స్పెసిఫికేషన్‌కు వ్యతిరేకంగా తనిఖీ చేస్తుంది. మోడల్ చెకింగ్‌లో స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లు తరచుగా స్టేట్-ట్రాన్సిషన్ సిస్టమ్‌లుగా సూచించబడతాయి, అయితే అనుమతించదగిన కాంట్రాక్ట్ స్థితులపై లక్షణాలు టెంపోరల్ లాజిక్ ఉపయోగించి నిర్వచించబడతాయి.

మోడల్ చెకింగ్‌కు సిస్టమ్ (అంటే, కాంట్రాక్ట్) యొక్క నైరూప్య గణిత శాస్త్ర ప్రాతినిధ్యాన్ని సృష్టించడం మరియు ప్రొపోజిషనల్ లాజిక్ (opens in a new tab)లో పాతుకుపోయిన సూత్రాలను ఉపయోగించి ఈ సిస్టమ్ యొక్క లక్షణాలను వ్యక్తపరచడం అవసరం. ఇది మోడల్-చెకింగ్ అల్గారిథమ్ యొక్క పనిని సులభతరం చేస్తుంది, అనగా గణిత శాస్త్ర మోడల్ ఇచ్చిన తార్కిక సూత్రాన్ని సంతృప్తిపరుస్తుందని నిరూపించడం.

నియత ధృవీకరణలో మోడల్ చెకింగ్ ప్రధానంగా కాలక్రమేణా కాంట్రాక్ట్ ప్రవర్తనను వివరించే టెంపోరల్ లక్షణాలను మూల్యాంకనం చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ల కోసం టెంపోరల్ లక్షణాలలో భద్రత మరియు లైవ్‌నెస్ ఉన్నాయి, వీటిని మేము ముందుగా వివరించాము.

ఉదాహరణకు, యాక్సెస్ నియంత్రణకు సంబంధించిన భద్రతా లక్షణాన్ని (ఉదా., కాంట్రాక్ట్ యజమాని మాత్రమే selfdestructని కాల్ చేయగలరు) నియత లాజిక్‌లో వ్రాయవచ్చు. ఆ తర్వాత, కాంట్రాక్ట్ ఈ నియత స్పెసిఫికేషన్‌ను సంతృప్తిపరుస్తుందో లేదో మోడల్-చెకింగ్ అల్గారిథమ్ ధృవీకరించగలదు.

మోడల్ చెకింగ్ స్టేట్ స్పేస్ ఎక్స్‌ప్లోరేషన్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, ఇందులో స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ యొక్క సాధ్యమయ్యే అన్ని స్థితులను నిర్మించడం మరియు ఆస్తి ఉల్లంఘనలకు దారితీసే చేరుకోగల స్థితులను కనుగొనడానికి ప్రయత్నించడం ఉంటుంది. అయితే, ఇది అనంతమైన స్థితులకు దారి తీస్తుంది ("స్టేట్ ఎక్స్‌ప్లోజన్ ప్రాబ్లమ్" అని పిలుస్తారు), కాబట్టి స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ల సమర్థవంతమైన విశ్లేషణను సాధ్యం చేయడానికి మోడల్ చెకర్లు సంగ్రహణ పద్ధతులపై ఆధారపడతారు.

సిద్ధాంత నిరూపణ

సిద్ధాంత నిరూపణ అనేది స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లతో సహా ప్రోగ్రామ్‌ల ఖచ్చితత్వం గురించి గణిత శాస్త్రపరంగా తర్కించే పద్ధతి. ఇది కాంట్రాక్ట్ సిస్టమ్ యొక్క మోడల్ మరియు దాని స్పెసిఫికేషన్‌లను గణిత శాస్త్ర సూత్రాలుగా (లాజిక్ స్టేట్‌మెంట్‌లు) మార్చడాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

ఈ స్టేట్‌మెంట్‌ల మధ్య తార్కిక సమానత్వాన్ని ధృవీకరించడం సిద్ధాంత నిరూపణ యొక్క లక్ష్యం. "తార్కిక సమానత్వం" ("లాజికల్ బై-ఇంప్లికేషన్" అని కూడా పిలుస్తారు) అనేది రెండు స్టేట్‌మెంట్‌ల మధ్య ఒక రకమైన సంబంధం, రెండవ స్టేట్‌మెంట్ నిజమైతే మరియు అప్పుడు మాత్రమే మొదటి స్టేట్‌మెంట్ నిజం అవుతుంది.

కాంట్రాక్ట్ మోడల్ మరియు దాని లక్షణం గురించిన స్టేట్‌మెంట్‌ల మధ్య అవసరమైన సంబంధం (తార్కిక సమానత్వం) నిరూపించదగిన స్టేట్‌మెంట్‌గా (సిద్ధాంతం అని పిలుస్తారు) రూపొందించబడింది. అనుమితి యొక్క నియత వ్యవస్థను ఉపయోగించి, ఆటోమేటెడ్ థియరమ్ ప్రూవర్ సిద్ధాంతం యొక్క చెల్లుబాటును ధృవీకరించగలదు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ మోడల్ దాని స్పెసిఫికేషన్‌లతో ఖచ్చితంగా సరిపోలుతుందని థియరమ్ ప్రూవర్ నిశ్చయంగా నిరూపించగలదు.

మోడల్ చెకింగ్ కాంట్రాక్ట్‌లను ఫైనైట్ స్థితులతో ట్రాన్సిషన్ సిస్టమ్‌లుగా మోడల్ చేస్తుంది, అయితే సిద్ధాంత నిరూపణ అనంత-స్థితి సిస్టమ్‌ల విశ్లేషణను నిర్వహించగలదు. అయితే, దీని అర్థం ఆటోమేటెడ్ థియరమ్ ప్రూవర్‌కు లాజిక్ సమస్య "నిర్ణయించదగినదా" కాదా అని ఎల్లప్పుడూ తెలియదు.

ఫలితంగా, ఖచ్చితత్వ రుజువులను పొందడంలో థియరమ్ ప్రూవర్‌కు మార్గనిర్దేశం చేయడానికి తరచుగా మానవ సహాయం అవసరం. సిద్ధాంత నిరూపణలో మానవ ప్రయత్నాన్ని ఉపయోగించడం వల్ల పూర్తిగా ఆటోమేట్ చేయబడిన మోడల్ చెకింగ్ కంటే దీనిని ఉపయోగించడం ఖరీదైనదిగా మారుతుంది.

సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్

సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ అనేది కాంక్రీట్ విలువల (ఉదా., x == 5)కి బదులుగా సింబాలిక్ విలువల (ఉదా., x > 5)ని ఉపయోగించి ఫంక్షన్‌లను అమలు చేయడం ద్వారా స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ను విశ్లేషించే పద్ధతి. నియత ధృవీకరణ పద్ధతిగా, కాంట్రాక్ట్ కోడ్‌లోని ట్రేస్-స్థాయి లక్షణాల గురించి నియత పద్ధతిలో తర్కించడానికి సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ ఉపయోగించబడుతుంది.

సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ అనేది సింబాలిక్ ఇన్‌పుట్ విలువలపై గణిత శాస్త్ర సూత్రంగా ఎగ్జిక్యూషన్ ట్రేస్‌ను సూచిస్తుంది, దీనిని పాత్ ప్రిడికేట్ అని కూడా పిలుస్తారు. పాత్ ప్రిడికేట్ "సంతృప్తికరమైనదా" (అంటే, సూత్రాన్ని సంతృప్తిపరచగల విలువ ఉందా) అని తనిఖీ చేయడానికి SMT పరిష్కర్త (opens in a new tab) ఉపయోగించబడుతుంది. హాని కలిగించే మార్గం సంతృప్తికరంగా ఉంటే, SMT పరిష్కర్త ఆ మార్గం వైపు అమలును నడిపించే కాంక్రీట్ విలువను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ ఫంక్షన్ uint విలువను (x) ఇన్‌పుట్‌గా తీసుకుంటుందని మరియు x 5 కంటే ఎక్కువగా మరియు 10 కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు రివర్ట్ అవుతుందని అనుకుందాం. సాధారణ టెస్టింగ్ విధానాన్ని ఉపయోగించి లోపాన్ని ప్రేరేపించే x కోసం విలువను కనుగొనడానికి, వాస్తవానికి లోపాన్ని ప్రేరేపించే ఇన్‌పుట్‌ను కనుగొంటామనే హామీ లేకుండా డజన్ల కొద్దీ టెస్ట్ కేసుల (లేదా అంతకంటే ఎక్కువ) ద్వారా అమలు చేయాల్సి ఉంటుంది.

దీనికి విరుద్ధంగా, సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ సాధనం సింబాలిక్ విలువతో ఫంక్షన్‌ను అమలు చేస్తుంది: X > 5 ∧ X < 10 (అంటే, x 5 కంటే ఎక్కువ మరియు x 10 కంటే తక్కువ). అనుబంధిత పాత్ ప్రిడికేట్ x = X > 5 ∧ X < 10 ఆపై పరిష్కరించడానికి SMT పరిష్కర్తకు ఇవ్వబడుతుంది. ఒక నిర్దిష్ట విలువ x = X > 5 ∧ X < 10 సూత్రాన్ని సంతృప్తిపరిస్తే, SMT పరిష్కర్త దానిని లెక్కిస్తుంది—ఉదాహరణకు, పరిష్కర్త x కోసం విలువగా 7ని ఉత్పత్తి చేయవచ్చు.

సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ ప్రోగ్రామ్‌కు ఇన్‌పుట్‌లపై ఆధారపడి ఉంటుంది కాబట్టి మరియు చేరుకోగల అన్ని స్థితులను అన్వేషించడానికి ఇన్‌పుట్‌ల సమితి అనంతంగా ఉంటుంది కాబట్టి, ఇది ఇప్పటికీ ఒక రకమైన టెస్టింగ్. అయితే, ఉదాహరణలో చూపిన విధంగా, ఆస్తి ఉల్లంఘనలను ప్రేరేపించే ఇన్‌పుట్‌లను కనుగొనడానికి సాధారణ టెస్టింగ్ కంటే సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ మరింత సమర్థవంతంగా ఉంటుంది.

అంతేకాకుండా, ఫంక్షన్‌కు యాదృచ్ఛికంగా ఇన్‌పుట్‌లను ఉత్పత్తి చేసే ఇతర ఆస్తి-ఆధారిత పద్ధతుల (ఉదా., ఫజ్జింగ్) కంటే సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ తక్కువ తప్పుడు పాజిటివ్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ సమయంలో ఎర్రర్ స్టేట్ ట్రిగ్గర్ చేయబడితే, ఎర్రర్‌ను ట్రిగ్గర్ చేసే కాంక్రీట్ విలువను రూపొందించడం మరియు సమస్యను పునరుత్పత్తి చేయడం సాధ్యమవుతుంది.

సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ కొంత వరకు ఖచ్చితత్వం యొక్క గణిత శాస్త్ర రుజువును కూడా అందిస్తుంది. ఓవర్‌ఫ్లో రక్షణతో కూడిన కాంట్రాక్ట్ ఫంక్షన్ యొక్క కింది ఉదాహరణను పరిగణించండి:

function safe_add(uint x, uint y) returns(uint z){

  z = x + y;
  require(z>=x);
  require(z>=y);

  return z;
}

పూర్ణాంక ఓవర్‌ఫ్లోకు దారితీసే ఎగ్జిక్యూషన్ ట్రేస్ ఈ సూత్రాన్ని సంతృప్తిపరచాలి: z = x + y AND (z >= x) AND (z >= y) AND (z < x OR z < y) అటువంటి సూత్రాన్ని పరిష్కరించే అవకాశం లేదు, కాబట్టి ఇది safe_add ఫంక్షన్ ఎప్పుడూ ఓవర్‌ఫ్లో కాదని గణిత శాస్త్ర రుజువుగా పనిచేస్తుంది.

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ల కోసం నియత ధృవీకరణను ఎందుకు ఉపయోగించాలి?

విశ్వసనీయత అవసరం

మరణం, గాయం లేదా ఆర్థిక నాశనం వంటి వినాశకరమైన పరిణామాలను కలిగించే భద్రతా-క్లిష్టమైన సిస్టమ్‌ల ఖచ్చితత్వాన్ని అంచనా వేయడానికి నియత ధృవీకరణ ఉపయోగించబడుతుంది. స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లు అపారమైన విలువను నియంత్రించే అధిక-విలువ అప్లికేషన్‌లు మరియు డిజైన్‌లో సాధారణ లోపాలు వినియోగదారులకు కోలుకోలేని నష్టాలకు (opens in a new tab) దారితీయవచ్చు. అయితే, డిప్లాయ్‌మెంట్‌కు ముందు కాంట్రాక్ట్‌ను నియత పద్ధతిలో ధృవీకరించడం వలన అది బ్లాక్‌చైన్‌లో రన్ అయిన తర్వాత ఆశించిన విధంగా పని చేస్తుందనే హామీలను పెంచుతుంది.

ఏదైనా స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లో విశ్వసనీయత అనేది అత్యంత కావాల్సిన నాణ్యత, ప్రత్యేకించి ఎథీరియం వర్చువల్ మెషిన్ (EVM)లో డిప్లాయ్ చేయబడిన కోడ్ సాధారణంగా మార్చలేనిది కాబట్టి. లాంచ్ తర్వాత అప్‌గ్రేడ్‌లు సులభంగా అందుబాటులో లేనందున, కాంట్రాక్ట్‌ల విశ్వసనీయతకు హామీ ఇవ్వాల్సిన అవసరం నియత ధృవీకరణను అవసరం చేస్తుంది. ఆడిటర్‌లు మరియు టెస్టర్‌ల దృష్టిని దాటిపోయే పూర్ణాంక అండర్‌ఫ్లోలు మరియు ఓవర్‌ఫ్లో, రీ-ఎంట్రన్సీ మరియు పేలవమైన గ్యాస్ ఆప్టిమైజేషన్‌ల వంటి గమ్మత్తైన సమస్యలను నియత ధృవీకరణ గుర్తించగలదు.

క్రియాత్మక ఖచ్చితత్వాన్ని నిరూపించడం

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ కొన్ని అవసరాలను తీరుస్తుందని నిరూపించడానికి ప్రోగ్రామ్ టెస్టింగ్ అత్యంత సాధారణ పద్ధతి. ఇది నిర్వహించాల్సిన డేటా నమూనాతో కాంట్రాక్ట్‌ను అమలు చేయడం మరియు దాని ప్రవర్తనను విశ్లేషించడం వంటివి కలిగి ఉంటుంది. కాంట్రాక్ట్ నమూనా డేటా కోసం ఆశించిన ఫలితాలను అందిస్తే, డెవలపర్‌లకు దాని ఖచ్చితత్వం గురించి ఆబ్జెక్టివ్ రుజువు ఉంటుంది.

అయితే, ఈ విధానం నమూనాలో భాగం కాని ఇన్‌పుట్ విలువల కోసం సరైన అమలును నిరూపించదు. అందువల్ల, కాంట్రాక్ట్‌ను పరీక్షించడం బగ్‌లను గుర్తించడంలో సహాయపడవచ్చు (అంటే, అమలు సమయంలో కొన్ని కోడ్ మార్గాలు ఆశించిన ఫలితాలను అందించడంలో విఫలమైతే), కానీ ఇది బగ్‌లు లేవని నిశ్చయంగా నిరూపించదు.

దీనికి విరుద్ధంగా, కాంట్రాక్ట్‌ను అస్సలు అమలు చేయకుండానే అనంతమైన ఎగ్జిక్యూషన్‌ల కోసం స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ అవసరాలను తీరుస్తుందని నియత ధృవీకరణ నియత పద్ధతిలో నిరూపించగలదు. దీనికి సరైన కాంట్రాక్ట్ ప్రవర్తనలను ఖచ్చితంగా వివరించే నియత స్పెసిఫికేషన్‌ను సృష్టించడం మరియు కాంట్రాక్ట్ సిస్టమ్ యొక్క నియత (గణిత శాస్త్ర) మోడల్‌ను అభివృద్ధి చేయడం అవసరం. అప్పుడు కాంట్రాక్ట్ మోడల్ మరియు దాని స్పెసిఫికేషన్ మధ్య స్థిరత్వాన్ని తనిఖీ చేయడానికి మేము నియత రుజువు విధానాన్ని అనుసరించవచ్చు.

నియత ధృవీకరణతో, కాంట్రాక్ట్ యొక్క వ్యాపార లాజిక్ అవసరాలను తీరుస్తుందో లేదో ధృవీకరించే ప్రశ్న అనేది నిరూపించబడే లేదా నిరాకరించబడే గణిత శాస్త్ర ప్రతిపాదన. ప్రతిపాదనను నియత పద్ధతిలో నిరూపించడం ద్వారా, మేము పరిమిత సంఖ్యలో దశలతో అనంతమైన టెస్ట్ కేసులను ధృవీకరించవచ్చు. ఈ పద్ధతిలో స్పెసిఫికేషన్‌కు సంబంధించి కాంట్రాక్ట్ క్రియాత్మకంగా సరైనదని నిరూపించడానికి నియత ధృవీకరణ మెరుగైన అవకాశాలను కలిగి ఉంది.

ఆదర్శవంతమైన ధృవీకరణ లక్ష్యాలు

ధృవీకరణ లక్ష్యం నియత పద్ధతిలో ధృవీకరించబడే సిస్టమ్‌ను వివరిస్తుంది. నియత ధృవీకరణ "ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్స్" (పెద్ద సిస్టమ్‌లో భాగమైన చిన్న, సాధారణ సాఫ్ట్‌వేర్ ముక్కలు)లో ఉత్తమంగా ఉపయోగించబడుతుంది. కొన్ని నియమాలను కలిగి ఉన్న ప్రత్యేక డొమైన్‌లకు కూడా ఇవి అనువైనవి, ఎందుకంటే ఇది డొమైన్-నిర్దిష్ట లక్షణాలను ధృవీకరించడానికి సాధనాలను సవరించడాన్ని సులభతరం చేస్తుంది.

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లు—కనీసం కొంత మేరకైనా—రెండు అవసరాలను తీరుస్తాయి. ఉదాహరణకు, ఎథీరియం కాంట్రాక్ట్‌ల చిన్న పరిమాణం వాటిని నియత ధృవీకరణకు అనుకూలంగా చేస్తుంది. అదేవిధంగా, EVM సాధారణ నియమాలను అనుసరిస్తుంది, ఇది EVMలో రన్ అవుతున్న ప్రోగ్రామ్‌ల కోసం సెమాంటిక్ లక్షణాలను పేర్కొనడం మరియు ధృవీకరించడం సులభతరం చేస్తుంది.

వేగవంతమైన అభివృద్ధి చక్రం

మోడల్ చెకింగ్ మరియు సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ వంటి నియత ధృవీకరణ పద్ధతులు సాధారణంగా స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ కోడ్ యొక్క సాధారణ విశ్లేషణ (టెస్టింగ్ లేదా ఆడిటింగ్ సమయంలో నిర్వహించబడతాయి) కంటే సమర్థవంతమైనవి. ఎందుకంటే కాంక్రీట్ విలువల ("వినియోగదారు 5 ఈథర్‌ను ఉపసంహరించుకోవడానికి ప్రయత్నిస్తే ఏమి జరుగుతుంది?")ను ఉపయోగించే టెస్టింగ్ వలె కాకుండా, నిర్ధారణలను పరీక్షించడానికి ("వినియోగదారు n ఈథర్‌ను ఉపసంహరించుకోవడానికి ప్రయత్నిస్తే ఏమి జరుగుతుంది?") నియత ధృవీకరణ సింబాలిక్ విలువలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

సింబాలిక్ ఇన్‌పుట్ వేరియబుల్స్ బహుళ తరగతుల కాంక్రీట్ విలువలను కవర్ చేయగలవు, కాబట్టి నియత ధృవీకరణ విధానాలు తక్కువ వ్యవధిలో ఎక్కువ కోడ్ కవరేజీని వాగ్దానం చేస్తాయి. సమర్థవంతంగా ఉపయోగించినప్పుడు, నియత ధృవీకరణ డెవలపర్‌ల కోసం అభివృద్ధి చక్రాన్ని వేగవంతం చేస్తుంది.

ఖరీదైన డిజైన్ లోపాలను తగ్గించడం ద్వారా వికేంద్రీకృత అప్లికేషన్‌లను (dapps) నిర్మించే ప్రక్రియను కూడా నియత ధృవీకరణ మెరుగుపరుస్తుంది. దుర్బలత్వాలను పరిష్కరించడానికి కాంట్రాక్ట్‌లను అప్‌గ్రేడ్ చేయడానికి (సాధ్యమైన చోట) కోడ్‌బేస్‌లను విస్తృతంగా తిరిగి వ్రాయడం మరియు అభివృద్ధిపై ఎక్కువ కృషి చేయడం అవసరం. టెస్టర్‌లు మరియు ఆడిటర్‌ల దృష్టిని దాటిపోయే కాంట్రాక్ట్ అమలులలోని అనేక లోపాలను నియత ధృవీకరణ గుర్తించగలదు మరియు కాంట్రాక్ట్‌ను డిప్లాయ్ చేయడానికి ముందు ఆ సమస్యలను పరిష్కరించడానికి తగిన అవకాశాన్ని అందిస్తుంది.

నియత ధృవీకరణ యొక్క లోపాలు

మాన్యువల్ శ్రమ ఖర్చు

నియత ధృవీకరణ, ముఖ్యంగా సెమీ-ఆటోమేటెడ్ ధృవీకరణ, దీనిలో ఖచ్చితత్వ రుజువులను పొందడానికి ఒక మానవుడు ప్రూవర్‌కు మార్గనిర్దేశం చేస్తాడు, దీనికి గణనీయమైన మాన్యువల్ శ్రమ అవసరం. అంతేకాకుండా, నియత స్పెసిఫికేషన్‌ను సృష్టించడం అనేది అధిక స్థాయి నైపుణ్యాన్ని డిమాండ్ చేసే సంక్లిష్టమైన చర్య.

ఈ కారకాలు (కృషి మరియు నైపుణ్యం) టెస్టింగ్ మరియు ఆడిట్‌ల వంటి కాంట్రాక్ట్‌లలో ఖచ్చితత్వాన్ని అంచనా వేసే సాధారణ పద్ధతులతో పోలిస్తే నియత ధృవీకరణను మరింత డిమాండ్ మరియు ఖరీదైనవిగా చేస్తాయి. అయినప్పటికీ, స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ అమలులలో లోపాల ఖర్చును బట్టి, పూర్తి ధృవీకరణ ఆడిట్ కోసం ఖర్చు చెల్లించడం ఆచరణాత్మకమైనది.

తప్పుడు నెగటివ్‌లు

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ అమలు నియత స్పెసిఫికేషన్‌తో సరిపోలుతుందో లేదో మాత్రమే నియత ధృవీకరణ తనిఖీ చేయగలదు. అందుకని, స్పెసిఫికేషన్ స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్ యొక్క ఆశించిన ప్రవర్తనలను సరిగ్గా వివరిస్తుందని నిర్ధారించుకోవడం ముఖ్యం.

స్పెసిఫికేషన్‌లు పేలవంగా వ్రాయబడితే, లక్షణాల ఉల్లంఘనలను—హాని కలిగించే ఎగ్జిక్యూషన్‌లను సూచించేవి—నియత ధృవీకరణ ఆడిట్ ద్వారా గుర్తించబడవు. ఈ సందర్భంలో, డెవలపర్ కాంట్రాక్ట్ బగ్-రహితమైనదని పొరపాటున భావించవచ్చు.

పనితీరు సమస్యలు

నియత ధృవీకరణ అనేక పనితీరు సమస్యలను ఎదుర్కొంటుంది. ఉదాహరణకు, మోడల్ చెకింగ్ మరియు సింబాలిక్ చెకింగ్ సమయంలో ఎదురయ్యే స్టేట్ మరియు పాత్ ఎక్స్‌ప్లోజన్ సమస్యలు వరుసగా ధృవీకరణ విధానాలను ప్రభావితం చేస్తాయి. అలాగే, నియత ధృవీకరణ సాధనాలు తరచుగా వాటి అంతర్లీన పొరలో SMT పరిష్కర్తలు మరియు ఇతర కన్స్ట్రెయింట్ పరిష్కర్తలను ఉపయోగిస్తాయి మరియు ఈ పరిష్కర్తలు గణనపరంగా ఇంటెన్సివ్ విధానాలపై ఆధారపడతాయి.

అలాగే, ప్రోగ్రామ్ ఎప్పటికీ ముగియకపోవచ్చు కాబట్టి ఒక లక్షణం (తార్కిక సూత్రంగా వివరించబడింది) సంతృప్తి చెందుతుందా లేదా ("నిర్ణయించదగిన సమస్య (opens in a new tab)") అని ప్రోగ్రామ్ వెరిఫైయర్‌లు నిర్ణయించడం ఎల్లప్పుడూ సాధ్యం కాదు. అందుకని, కాంట్రాక్ట్ బాగా పేర్కొనబడినప్పటికీ దాని కోసం కొన్ని లక్షణాలను నిరూపించడం అసాధ్యం కావచ్చు.

ఎథీరియం స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌ల కోసం నియత ధృవీకరణ సాధనాలు

నియత స్పెసిఫికేషన్‌లను సృష్టించడానికి స్పెసిఫికేషన్ భాషలు

Act: Act నిల్వ నవీకరణలు, ప్రీ/పోస్ట్ కండిషన్‌లు మరియు కాంట్రాక్ట్ ఇన్‌వేరియంట్‌ల స్పెసిఫికేషన్‌ను అనుమతిస్తుంది. దీని టూల్ సూట్ Coq, SMT పరిష్కర్తలు లేదా hevm ద్వారా అనేక లక్షణాలను నిరూపించగల ప్రూఫ్ బ్యాకెండ్‌లను కూడా కలిగి ఉంది.

Scribble - Scribble స్పెసిఫికేషన్ భాషలోని కోడ్ ఉల్లేఖనాలను స్పెసిఫికేషన్‌ను తనిఖీ చేసే కాంక్రీట్ నిర్ధారణలుగా మారుస్తుంది.

డాక్యుమెంటేషన్ (opens in a new tab)

Dafny - Dafny అనేది ధృవీకరణకు సిద్ధంగా ఉన్న ప్రోగ్రామింగ్ భాష, ఇది కోడ్ యొక్క ఖచ్చితత్వం గురించి తర్కించడానికి మరియు నిరూపించడానికి ఉన్నత-స్థాయి ఉల్లేఖనాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

GitHub (opens in a new tab)

ఖచ్చితత్వాన్ని తనిఖీ చేయడానికి ప్రోగ్రామ్ వెరిఫైయర్‌లు

Certora ప్రూవర్ - Certora ప్రూవర్ అనేది స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లలో కోడ్ ఖచ్చితత్వాన్ని తనిఖీ చేయడానికి ఆటోమేటిక్ నియత ధృవీకరణ సాధనం. స్పెసిఫికేషన్‌లు CVL (Certora వెరిఫికేషన్ లాంగ్వేజ్)లో వ్రాయబడ్డాయి, స్టాటిక్ విశ్లేషణ మరియు కన్స్ట్రెయింట్-సాల్వింగ్ కలయికను ఉపయోగించి ఆస్తి ఉల్లంఘనలు కనుగొనబడతాయి.

Solidity SMTChecker - Solidity యొక్క SMTChecker అనేది SMT (సాటిస్ఫయబిలిటీ మాడ్యులో థియరీస్) మరియు హార్న్ సాల్వింగ్ ఆధారంగా అంతర్నిర్మిత మోడల్ చెకర్. కంపైలేషన్ సమయంలో కాంట్రాక్ట్ సోర్స్ కోడ్ స్పెసిఫికేషన్‌లతో సరిపోలుతుందో లేదో ఇది నిర్ధారిస్తుంది మరియు భద్రతా లక్షణాల ఉల్లంఘనల కోసం స్టాటిక్‌గా తనిఖీ చేస్తుంది.

GitHub (opens in a new tab)

solc-verify - solc-verify అనేది Solidity కంపైలర్ యొక్క పొడిగించబడిన వెర్షన్, ఇది ఉల్లేఖనాలు మరియు మాడ్యులర్ ప్రోగ్రామ్ ధృవీకరణను ఉపయోగించి Solidity కోడ్‌పై ఆటోమేటెడ్ నియత ధృవీకరణను చేయగలదు.

GitHub (opens in a new tab)

KEVM - KEVM అనేది K ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లో వ్రాయబడిన ఎథీరియం వర్చువల్ మెషిన్ (EVM) యొక్క నియత సెమాంటిక్స్. KEVM ఎక్జిక్యూటబుల్ మరియు రీచబిలిటీ లాజిక్ ఉపయోగించి నిర్దిష్ట ఆస్తి-సంబంధిత నిర్ధారణలను నిరూపించగలదు.

సిద్ధాంత నిరూపణ కోసం తార్కిక ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లు

Isabelle - Isabelle/HOL అనేది గణిత శాస్త్ర సూత్రాలను నియత భాషలో వ్యక్తపరచడానికి అనుమతించే మరియు ఆ సూత్రాలను నిరూపించడానికి సాధనాలను అందించే ప్రూఫ్ అసిస్టెంట్. ప్రధాన అప్లికేషన్ గణిత శాస్త్ర రుజువుల ఫార్మలైజేషన్ మరియు ముఖ్యంగా నియత ధృవీకరణ, ఇందులో కంప్యూటర్ హార్డ్‌వేర్ లేదా సాఫ్ట్‌వేర్ యొక్క ఖచ్చితత్వాన్ని నిరూపించడం మరియు కంప్యూటర్ భాషలు మరియు ప్రోటోకాల్‌ల లక్షణాలను నిరూపించడం ఉంటాయి.

Rocq - Rocq అనేది ఇంటరాక్టివ్ థియరమ్ ప్రూవర్, ఇది సిద్ధాంతాలను ఉపయోగించి ప్రోగ్రామ్‌లను నిర్వచించడానికి మరియు యంత్రం-తనిఖీ చేసిన ఖచ్చితత్వ రుజువులను ఇంటరాక్టివ్‌గా రూపొందించడానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.

స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లలో హాని కలిగించే నమూనాలను గుర్తించడానికి సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్-ఆధారిత సాధనాలు

మాంటికోర్ - సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ ఆధారంగా EVM బైట్‌కోడ్ విశ్లేషణ సాధనాన్ని విశ్లేషించే సాధనం.

hevm - hevm అనేది EVM బైట్‌కోడ్ కోసం సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ ఇంజిన్ మరియు ఈక్వివలెన్స్ చెకర్.

GitHub (opens in a new tab)

Mythril - ఎథీరియం స్మార్ట్ కాంట్రాక్ట్‌లలో దుర్బలత్వాలను గుర్తించడానికి సింబాలిక్ ఎగ్జిక్యూషన్ సాధనం